陳 偉， 易 莎， 鄒 松， 張守城

(1. 武漢理工大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430070； 2. 武漢市建筑節(jié)能辦公室， 湖北 武漢 430015；3. 武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司， 湖北 武漢 430023)

我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化加速的進(jìn)程中，在不斷建設(shè)與發(fā)展的同時(shí)也消耗了大量的自然資源并產(chǎn)生了大量的建筑固體廢棄物，難以處理的建筑固體廢棄物對(duì)社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)都將帶來(lái)不利影響。大多數(shù)建筑固體廢棄物可以作為再生資源循環(huán)利用，如何科學(xué)高效地處理建筑固體廢棄物資源化成為現(xiàn)階段的關(guān)鍵問(wèn)題。

目前，已有學(xué)者對(duì)建筑固體廢棄物資源化利用的產(chǎn)業(yè)鏈管理開(kāi)展相關(guān)研究。一些學(xué)者從建筑固體廢棄物管理系統(tǒng)建立[1]、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)[2]、產(chǎn)業(yè)共生組織[3]等方面展開(kāi)，也有學(xué)者運(yùn)用博弈論的理論思想分析建筑固體廢棄物資源化利用產(chǎn)業(yè)鏈中各方主體的利益關(guān)系及協(xié)調(diào)運(yùn)作機(jī)制。楊香傳[4]對(duì)建筑固體廢棄物回收物流運(yùn)營(yíng)進(jìn)行博弈均衡研究，得到政府、企業(yè)、民眾決策的關(guān)鍵變量因素與影響關(guān)系，并驗(yàn)證其環(huán)境影響效益。袁紅平[5]采用進(jìn)化博弈的方法，對(duì)建筑固體廢棄物施工企業(yè)和建材生產(chǎn)企業(yè)兩方在不同情況下的決策及穩(wěn)定策略進(jìn)行了分析，甄別建筑固體廢棄物資源化利用發(fā)展的關(guān)鍵因素。姚偉明[6]針對(duì)全過(guò)程各階段的不同參與主體，進(jìn)行不同階段的各方主體納什均衡和演化穩(wěn)定博弈分析。筆者注意到目前的研究大多局限于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)博弈，或?qū)τ谌街黧w的兩兩演化博弈分析，且對(duì)于建筑固體廢棄物回收利用產(chǎn)業(yè)鏈末端的資源化處理企業(yè)鮮有學(xué)者將其納入利益主體加以重點(diǎn)分析。

鑒于此，本文提出政府、生產(chǎn)企業(yè)和資源處理企業(yè)為主體的三方非對(duì)稱演化博弈模型，分析建筑固體廢棄物三個(gè)參與主體從產(chǎn)生到資源化處理過(guò)程中的行為策略及利益關(guān)系，運(yùn)用復(fù)制動(dòng)力學(xué)方法對(duì)三方主體之間的博弈關(guān)系進(jìn)行研究。研究得到建筑固體廢棄物資源化利用博弈模型在不同的初始情況下存在的四個(gè)演化穩(wěn)定策略，及影響最終穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)鍵因素，為建立科學(xué)高效的建筑固體筑廢棄物資源化共享鏈管理機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 問(wèn)題分析

1.1 資源化困境分析

建筑固體廢棄物資源化利用的研究與實(shí)踐雖然已實(shí)施較長(zhǎng)時(shí)間，但仍面臨著建筑固體廢棄物產(chǎn)生后難以回收、難以穩(wěn)定獲取原料、難以高效處理利用、難以廣泛應(yīng)用，且政府部門難以有效監(jiān)管等問(wèn)題。

(1)建筑工程的施工與拆除單位由于自身利益的考慮，若沒(méi)有相關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策支持，往往采取簡(jiǎn)單直接的方式處理建筑固體廢棄物而不會(huì)對(duì)廢棄物進(jìn)行分揀利用，由于建筑固體廢棄物成分的復(fù)雜性，后期的回收利用難度巨大；

(2)由于缺乏對(duì)應(yīng)的監(jiān)管制度，建筑固體廢棄物被生產(chǎn)方隨意丟棄或簡(jiǎn)單運(yùn)輸填埋，再生處理企業(yè)無(wú)法從生產(chǎn)方直接獲取原材料，二級(jí)原料市場(chǎng)也處于匱乏狀態(tài)，再生處理企業(yè)的原料難以得到保障；

(3)由于建筑固體廢棄物的種類較多，再生處理技術(shù)的探索與更新難度巨大，市場(chǎng)與公眾對(duì)于生產(chǎn)出來(lái)的再生產(chǎn)品缺乏信任，導(dǎo)致處理企業(yè)在最終的出口環(huán)節(jié)難以推廣獲取實(shí)際收益；

(4)政府對(duì)于建筑固體廢棄物的管理重心仍未關(guān)注資源化利用環(huán)節(jié)，雖然國(guó)家已逐漸出臺(tái)了對(duì)于建筑固體廢棄物資源化管理的相關(guān)政策，但對(duì)于建筑固體廢棄物資源化利用的監(jiān)管仍然未實(shí)際納入政府管理范疇，無(wú)法實(shí)施真正的管理措施。

因此，亟待建立建筑固體廢棄物從生產(chǎn)到二次原料資源化再生的建筑固體廢棄物共享鏈，協(xié)調(diào)固體廢棄物循環(huán)利用管理的實(shí)踐路徑，形成固體廢棄物資源化的共生產(chǎn)業(yè)鏈。

1.2 主體分析

在當(dāng)前背景下，解決建筑固體廢棄物資源化利用的關(guān)鍵問(wèn)題是如何管理好廢棄物的產(chǎn)生與處理，做好廢棄物資源產(chǎn)出與處理的有效配置利用，建立廢棄物管理的資源共享機(jī)制。建筑固體廢棄物經(jīng)過(guò)產(chǎn)生、運(yùn)輸、回收、處理、再生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成完整的產(chǎn)業(yè)共享管理鏈[7]，其中主要由政府主管部門，建筑固體廢棄物產(chǎn)生企業(yè)與資源化再生處理企業(yè)構(gòu)成核心利益主體。圖1為政府、生產(chǎn)企業(yè)與處理企業(yè)三方關(guān)系。

圖1 政府、生產(chǎn)企業(yè)與處理企業(yè)三方關(guān)系

政府主管部門：政府作為建筑固體廢棄物資源化管理的主導(dǎo)者，對(duì)于建筑固體廢棄物管理的主要目標(biāo)是社會(huì)、環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。政府可以通過(guò)制定政策措施以為資源化管理提供法律支撐，并通過(guò)經(jīng)濟(jì)扶持，為實(shí)施資源化的生產(chǎn)企業(yè)與處理企業(yè)提供適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)與補(bǔ)貼以激勵(lì)市場(chǎng)的自主積極性，還可以對(duì)未實(shí)施資源化的一方采取強(qiáng)制懲罰手段來(lái)進(jìn)行約束，以明確市場(chǎng)導(dǎo)向與發(fā)展方向。

建筑固體廢棄物生產(chǎn)企業(yè)(簡(jiǎn)稱生產(chǎn)企業(yè))：生產(chǎn)企業(yè)是建筑固體廢棄物產(chǎn)生的直接源頭，其有效的現(xiàn)場(chǎng)管理和就地取材再利用可以從源頭減少建筑固體廢棄物的產(chǎn)生[8]，在建筑固體廢棄物產(chǎn)生后他們會(huì)先將鋼材、木材等可以直接二次利用的建造固體廢棄物進(jìn)行收集變賣，故本文的研究對(duì)象為不可直接變賣，需進(jìn)行資源化處理的建筑固體廢棄物。

資源化再生處理企業(yè)(簡(jiǎn)稱處理企業(yè))：處理企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)下游，處理企業(yè)承擔(dān)對(duì)建筑固體廢棄物實(shí)施資源化工作，通過(guò)破碎、分揀等技術(shù)手段將廢棄物制造再生產(chǎn)品進(jìn)行循環(huán)利用，處理企業(yè)的目標(biāo)是進(jìn)行高效良好的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)出。

2 三方非對(duì)稱博弈模型假設(shè)及策略

2.1 模型假設(shè)

建筑固體廢棄物資源化是一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)交換過(guò)程，涉及到政府、建筑固體廢棄物產(chǎn)及處理企業(yè)，三方的共同作用才形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。但在該產(chǎn)業(yè)鏈中三方所獲取的信息并不是對(duì)等的，三方都僅具備有限信息并通過(guò)不斷的動(dòng)態(tài)調(diào)整以獲取自身利益的最大化。抽象模型假設(shè)為：建筑固體廢棄物資源化共享管理鏈中涉及的三個(gè)參與主體為有限理性，他們?cè)诓┺倪^(guò)程中不斷學(xué)習(xí)調(diào)整達(dá)到穩(wěn)定策略，且三方主體在動(dòng)態(tài)的行為過(guò)程中具有差異，因此本文選用非對(duì)稱的演化博弈模型進(jìn)行策略分析[9]。

建筑固體廢棄物資源化共享管理鏈的運(yùn)作機(jī)制是在政府的監(jiān)管與導(dǎo)向下，生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生了建筑固體廢棄物后，生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)共享信息平臺(tái)進(jìn)行廢棄物上報(bào)并通知生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行接收處理，由生產(chǎn)企業(yè)完成對(duì)于建筑固體廢棄物的回收、運(yùn)輸、再生處理等資源化工作，此時(shí)建筑固體廢棄物資源化工作進(jìn)行良好，對(duì)環(huán)境、社會(huì)等方面產(chǎn)生正面影響，同時(shí)也達(dá)到政府的期望目標(biāo)。

2.2 策略分析

2.2.1 政府策略

政府主管部門作為社會(huì)整體的管理者承擔(dān)監(jiān)管職責(zé)，現(xiàn)階段的工作重心為增強(qiáng)市場(chǎng)對(duì)于建筑固體廢棄物資源化工作的重視與實(shí)施，幫助產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)建立完善的共享網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，保證社會(huì)環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。政府主體可以通過(guò)制定各項(xiàng)法規(guī)及管理辦法等政策，并通過(guò)補(bǔ)貼獎(jiǎng)勵(lì)及懲罰罰款等經(jīng)濟(jì)手段對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和處理企業(yè)介入管理。

因此，政府的兩種策略分別是“管理、不管理”。“管理”即政府選擇介入管理，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)與處理企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)手段管控，此時(shí)政府還需付出對(duì)于資源化共享機(jī)制運(yùn)作的監(jiān)管成本；“不管理”即政府選擇讓市場(chǎng)自然導(dǎo)向運(yùn)作，政府不進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼也無(wú)法進(jìn)行處罰，此時(shí)政府部門由于監(jiān)管不良將付出補(bǔ)償與治理成本的幾率大大增加。表1為政府部門的模型參數(shù)及其含義。

表1 政府部門的模型參數(shù)及其表達(dá)含義

2.2.2 生產(chǎn)企業(yè)策略

作為建筑固體廢棄物的產(chǎn)生源頭，生產(chǎn)企業(yè)追求的是經(jīng)濟(jì)利益的最大化。生產(chǎn)企業(yè)可以將建筑固體廢棄物進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)輸填埋降低成本，故建筑固體廢棄物資源化的約束與動(dòng)力主要來(lái)源于政府的經(jīng)濟(jì)鞭策手段。

因此，生產(chǎn)企業(yè)的兩種策略分別是“共享、不共享”?！肮蚕怼奔瓷a(chǎn)企業(yè)通過(guò)信息共享平臺(tái)將廢棄物作為原材料傳遞至資源化處理企業(yè)，此時(shí)付出對(duì)廢棄物進(jìn)行分類分揀的人工及時(shí)間成本，將獲得資源化處理企業(yè)建筑固體廢棄物轉(zhuǎn)化再生產(chǎn)品的增值效益。選擇“不共享”策略時(shí)，生產(chǎn)企業(yè)選擇自行解決所產(chǎn)生的建筑固體廢棄物即不共享資源，此時(shí)生產(chǎn)企業(yè)只進(jìn)行簡(jiǎn)單分揀填埋，可能導(dǎo)致下游處理企業(yè)的原料獲取不穩(wěn)定，只能通過(guò)自由市場(chǎng)途徑購(gòu)買資源。表2為生產(chǎn)企業(yè)的模型參數(shù)及其含義。

表2 生產(chǎn)企業(yè)的模型參數(shù)及其表達(dá)含義

2.2.3 處理企業(yè)策略

現(xiàn)階段處理企業(yè)能夠運(yùn)營(yíng)良好的關(guān)鍵在于是否具備能穩(wěn)定獲取原材料的能力，企業(yè)可以通過(guò)自由市場(chǎng)購(gòu)買等方式獲取各方施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑固體廢棄物，也可通過(guò)建筑固體廢棄物資源共享平臺(tái)接受上游企業(yè)所生產(chǎn)的廢棄物。若上游企業(yè)通過(guò)共享合作為其輸送原材料可有效降低其高昂的回收成本，同時(shí)形成有效聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

因此，處理企業(yè)的兩種策略分別是“接受、不接受”。選擇“接受”，即企業(yè)參與共享鏈，直接通過(guò)分配選定獲取上游企業(yè)的固體廢棄物加以再生，此時(shí)其需承擔(dān)材料的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、設(shè)備跟新等成本。若選擇“不接受”，表明處理企業(yè)選擇僅利用，通過(guò)其他渠道自主獲取建筑固體廢棄物實(shí)施再生產(chǎn)，此時(shí)可能造成企業(yè)因不穩(wěn)定來(lái)料面臨的停工、窩工等損失。表3為處理企業(yè)的模型參數(shù)及其含義。

表3 處理企業(yè)的模型參數(shù)及其表達(dá)含義

2.3 三方博弈模型構(gòu)建

基于以上假設(shè)策略分析，根據(jù)8類策略及分析后所設(shè)定的參數(shù)，建立建筑固體廢棄物資源化共享鏈管理機(jī)制中的三方收益矩陣，如表4所示。

表4 三方博弈收益矩陣

3 三方演化博弈均衡分析

3.1 博弈三方期望收益與平均期望收益

EX=Y[Z(-C0-A+R0)+(1-Z)(-C0)]+

(1-Y)[Z(-C0-A+F)+(1-Z)(-C0+F)]

=YZR0-YF-ZA+F

(1)

E1-X=Y[ZR0+(1-Z)(-C1)]+

(1-Y)[Z(-C1)+(1-Z)(-C1)]=YZR0+YZC1-C1

(2)

(3)

EY=X[Z(-C1+R1)+(1-Z)(-C1)]+

(1-X)[Z(-C1+R1)+(1-Z)(-C1)]=ZR1-C1

(4)

(5)

(6)

EZ=X[Y(A-C2+R2)+(1-R)(A-C2)]+

(1-X)[Y(-C2+R2)+(1-Y)(-C2)]

=XA+YR2-C2

(7)

(8)

(9)

3.2 三方主體的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程及漸進(jìn)穩(wěn)定性分析

3.2.1 政府選擇“管理”策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

首先建立政府選擇介入“管理”的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

=X(1-X)(F+C1-YF-ZA-YZC1)

(10)

政府決策動(dòng)態(tài)示意如圖2所示。

圖2 政府決策動(dòng)態(tài)示意

3.2.2 生產(chǎn)企業(yè)選擇“共享”策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

同理，建立生產(chǎn)企業(yè)選擇“共享”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程如下：

(12)

對(duì)F(Y)求導(dǎo)：

(13)

圖3 生產(chǎn)企業(yè)決策動(dòng)態(tài)示意

3.2.3 處理企業(yè)選擇“接受”策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

同理，建立處理企業(yè)選擇“接受”策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程如下：

(14)

(15)

處理企業(yè)決策動(dòng)態(tài)示意如圖4所示。

圖4 處理企業(yè)決策動(dòng)態(tài)示意

3.3 三方演化博弈模型均衡分析

三方演化博弈均衡狀態(tài)如表5所示。根據(jù)對(duì)政府、生產(chǎn)企業(yè)、處理企業(yè)的復(fù)制動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解，分析三方主體在不同情況下的均衡狀態(tài)，得到建筑固體廢棄物資源化共享鏈管理博弈模型存在4個(gè)均衡點(diǎn)，分別是(1，1，0)，(0，1，0)，(1，1，1)，(0，1，1)，如表5所示，對(duì)應(yīng)著(管理，共享，不接受)、(不管理，共享，不接受)、(管理，共享，接受)、(不管理，共享，接受)4種均衡狀態(tài)下的ESS，即根據(jù)初始參數(shù)的不同賦值情況，該模型會(huì)出現(xiàn)不同狀態(tài)的均衡結(jié)果。

表5 三方演化博弈均衡狀態(tài)

4 結(jié) 論

通過(guò)總結(jié)不同參數(shù)下的策略，有效分析政府、生產(chǎn)企業(yè)與處理企業(yè)三方參與主體不同情況下的博弈行為，能為建筑固體廢棄物資源化利用產(chǎn)業(yè)的各方提供決策參考。具體結(jié)論如下：

(1)對(duì)于政府部門，當(dāng)ZA+ZYC1